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KR20000060796A - 소프트 핸드오프 수행 방법 - Google Patents

소프트 핸드오프 수행 방법 Download PDF

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KR20000060796A KR1019990009415A KR19990009415A KR20000060796A KR 20000060796 A KR20000060796 A KR 20000060796A KR 1019990009415 A KR1019990009415 A KR 1019990009415A KR 19990009415 A KR19990009415 A KR 19990009415A KR 20000060796 A KR20000060796 A KR 20000060796A
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Abstract

통화 품질이 만족되는 상태에서는 소프트 핸드오프를 수행하지 않거나 종료함으로써, 가용 채널 요소의 수를 증가시키고 소프트 핸드오프 수행 과정을 단순화할 수 있는 소프트 핸드오프 수행 방법을 제공한다.
접속 중인 채널을 통해서 기지국이 요구하는 최소한의 서비스 품질을 제공할 수 있는 상태에서는 다른 기지국의 채널들과의 소프트 핸드오프를 제공하지 않고 최소한의 서비스 품질 확보가 어려운 경우에만 소프트 핸드오프를 제공한다. 또한, 이동국이 복수의 기지국들과 채널이 설정되어 있는 상태에서 이동국이 요구하는 특정 서비스의 품질을 충분히 만족시키는 기지국이 존재하는 경우에는 다른 기지국들의 채널들을 모두 또는 일부 해제하게 된다.
소프트 핸드오프를 수행하는 시간을 감소시킬 수 있고, 낭비되는 채널 요소의 수를 줄여서 보다 많은 사용자에게 서비스를 제공할 수 있게 되는 장점이 있다. 아울러, 과도한 핸드오프를 수행하지 않게 됨에 따라, 제어 트래픽의 양이 감소되어 시스템 부하가 경감된다. 무선 패킷 데이터 시스템이나, 패킷 트래픽을 전송할 수 있는 셀룰러 시스템 또는 IMT-2000 시스템에서 특히 유용하게 사용될 수 있다.

Description

소프트 핸드오프 수행 방법{Soft Handoff Performing Method}
본 발명은 셀룰러 통신 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 코드분할다중접속방식 셀룰러 통신 시스템에서의 핸드오프 방법에 관한 것이다.
셀룰러 시스템에 있어서는 이동국이 한 기지국의 서비스 지역을 벗어나서 새로운 셀로 진입할 때 통화가 지속될 수 있도록 하기 위하여 핸드오프를 수행한다. 핸드오프는 핸드오프를 수행하는 동안 관여하는 기지국의 수에 따라서 하드 핸드오프와 소프트 핸드오프로 구분된다. 하드 핸드오프는 이전 기지국과의 연결을 해제하고 새로운 기지국과 통화 채널을 설정하여 송수신을 수행하는 연결전 해제(Break-before-make) 방식이며, 소프트 핸드오프는 이전 기지국과의 연결을 해제하기 이전에 새로운 기지국과 통화 채널을 설정함으로써 동시에 여러 개의 기지국 채널을 점유하는 상태를 유지하는 해제전 연결(Make-before-break) 방식이다. 하드 핸드오프의 경우, 하나의 이동국이 하나의 채널만을 점유하게 되기 때문에 핸드오프가 가용 채널 수에 영향을 미치지 않는다는 장점이 있지만 핸드오프 중에 통화가 단절될 수 있다는 단점이 있다. 한편, 소프트 핸드오프의 경우, 두 개 이상의 채널 설정으로 인해 가용 채널의 수는 줄어들지만, 순방향과 역방향 채널에서 복수 채널의 다이버시티 결합으로 인해 양질의 통화 품질을 제공할 수 있을 뿐만 아니라 끊임없는(seamless) 서비스를 제공할 수 있다는 장점이 있다. 현재 서비스를 제공하고 있는 코드분할다중접속(CDMA) 방식 셀룰러 시스템에서는, 주파수 할당을 달리하거나 프레임 옵셋을 달리하는 기지국들간의 핸드오프를 제외하고는 IS-95 표준을 기반으로 하는 소프트 핸드오프 방식을 제공하고 있다.
IS-95를 기반으로 한 셀룰러 시스템에서, 각 이동국은 소프트 핸드오프와 관련하여 기지국들을 활성(Active) 집합, 후보(Candidate) 집합, 이웃(Neighbor) 집합 및 기타(Remaining) 집합으로 구분한다. 도 1은 IS-95에 규정된 파일롯 집합 관리 방법을 설명하기 위한 도면이다. 각 이동국은 이웃 집합에 속하는 주변의 기지국으로부터 수신하는 파일롯 신호가 추가 기준치(T_ADD) 이상이 되면, 파일롯 세기 측정 메시지를 현재 채널이 설정된 기지국에 전송하고 해당 기지국을 후보 집합에 포함시킨다(t1). 기지국이 파일롯 세기 측정 메시지에 응답하여 핸드오프 지시 메시지를 송신하면(t2), 이동국은 해당 파일롯을 활성 집합에 포함시키고 핸드오프 종료 메시지를 송신한다(t3). 파일롯 신호의 세기가 제외 기준치(T_DROP) 이하로 떨어지게 되면(t4), 이동국은 핸드오프 제외 타이머를 구동시켜서 기준 시간(T_TDROP) 동안 계속해서 신호의 세기가 제외 기준치(T_DROP) 이하를 유지하는지를 검사한다. 기준 시간(T_TDROP) 동안 계속해서 신호의 세기가 제외 기준치(T_DROP) 이하를 유지한다면 이동국은 기지국에 파일롯 세기 측정 메시지를 송신한다(t5). 기지국이 핸드오프 지시 메시지를 송신하면(t6), 이동국은 해당 파일롯을 이웃 집합으로 이전하고 기지국에 핸드오프 종료 메시지를 송신한다(t7).
도 2는 두 기지국간의 IS-95에 따른 소프트 핸드오프 처리 과정을 설명하기 위한 도면이다. 도 2에서는, A 기지국의 파일롯 신호가 점차 작아지고 B 기지국의 파일롯 신호가 점차 증가하는 것으로 가정하고 있다. B 기지국의 파일롯 신호의 세기가 추가 기준치(T_ADD)를 초과하게 되면 이동국은 A 기지국 뿐만 아니라 B 기지국의 채널도 동시에 사용하게 된다. 이후에, A 기지국의 신호가 기준 시간(T_TDROP)동안 제외 기준치(T_DROP) 이하를 유지한다면 A 기지국과의 통화 채널을 해제하게 된다. 그렇지만, 파일롯 세기가 제외 기준치(T_DROP) 이하로 약해진 후 기준 시간(T-TDROP) 이전에 제외 기준치(T_DROP) 이상으로 회복된다면, 핸드오프 제외 타이머는 다시 초기화된다. 따라서, 소프트 핸드오프 기간이 길어지게 되고 오랜 시간동안 한 이동국이 두 개 이상의 채널을 점유하게 되며, 이에 따라 시스템의 가용 채널 요소의 개수가 감소하게 되어 통화 자원을 감소시키는 결과를 초래할 수 있다.
아울러, IS-95에 규정된 소프트 핸드오프 알고리즘에 의하면, 특정 채널의 파일롯 세기 혹은 총 수신 스펙트럼 밀도에 대한 칩당 수신 파일롯 에너지(Ec/Io)가 양호하여 하나의 기지국 채널만을 이용하여도 원하는 서비스를 제공할 수 있는 상황에서도 둘 이상의 채널을 이용할 가능성이 매우 높은데, 이러한 경우 통화 품질이나 성능을 향상시키는 효과는 거의 없고 시스템 자원을 낭비하는 결과를 가져온다. 소프트 핸드오프 영역이 전체 셀의 30 ~ 40%에 이르는 점을 고려하면, 이러한 채널 요소의 낭비 문제는 상당히 심각하다고 할 수 있다. 더구나, 이동국이 과도한 핸드오프를 수행하는 경우에는, 시스템의 부하가 증가되고 특히 순방향 링크에 있어서 시스템 용량이 감소하게 된다.
IS-95를 개정한 IS-95B 표준에서는, 기존의 고정된 기준치들(T_ADD, T_DROP) 이외에 동적 변수(Dynamic Parameter)를 추가적으로 사용하여 소프트 핸드오프시에 추가할 기지국과 해제할 기지국의 채널을 결정하도록 규정되어 있다. 도 3은 IS-95B에 따른 소프트 핸드오프 처리 과정의 일 예를 보여준다. 도 2에서는, 최초에 이동국이 A 기지국에 접속되어 있고 B 기지국으로부터 수신된 파일롯이 이웃 집합에 속해 있으며, A 기지국의 파일롯 신호가 점차 작아지고 B 기지국의 파일롯 신호가 점차 증가하는 것으로 가정한다. B 기지국의 파일롯 신호의 세기가 추가 기준치(T_ADD)가 되면, 이동국은 B 기지국으로부터 수신된 파일롯을 이웃 집합에서 후보 집합으로 이전한다(t11). B 기지국의 파일롯 신호의 세기가 더욱 증가하여 다음 수학식 1을 만족시키게 되면 이동국은 A 기지국으로 파일롯 세기 측정 메시지를 송신한다(t12).
수학식 1에 있어서, PS는 B 기지국으로부터 수신된 파일롯 세기를 나타내고, PSi는 현재 접속되어 있는 각 기지국으로부터 수신된 파일롯의 세기(도 3에서는 A 기지국만 있는 것으로 가정함)를 나타내며, SOFT_SLOPE 및 ADD_INTERCEPT는 수학식 1에서 기울기와 절편을 결정하는 파라미터들을 나타낸다.
A 및 B 기지국으로부터 확장된 핸드오프 메시지를 수신하게 되면, 이동국은 B 기지국을 활성 집합으로 이전하고 핸드오프 종료 메시지를 송신한다(t13). 이후에 A 기지국의 신호가 다음 수학식 2를 만족시키게 되면, 이동국은 핸드오프 제외 타이머를 기동시킨다(t14).
수학식 2에 있어서, PSi는 A 기지국으로부터 수신된 파일롯 세기를 나타내고, DROP_INTERCEPT는 수학식 2에서 절편을 결정하는 파라미터를 나타낸다.
핸드오프 제외 타이머가 만기종료되면, 이동국은 기지국들에 파일롯 세기 측정 메시지를 송신한다(t15). 기지국들로부터 확장된 핸드오프 지시 메시지를 수신한 후, 이동국은 A 기지국으로부터의 파일롯을 후보 집합으로 이전하고 기지국들에 핸드오프 종료 메시지를 송신한다(t16). 다시 A 기지국으로부터 수신된 신호가 제외 기준치(T_DROP) 이하로 감소하게 되면 이동국은 핸드오프 제외 타이머를 기동시키고(t17), 핸드오프 제외 메시지가 만기종료되면 이동국은 A 기지국으로부터의 파일롯을 이웃 집합으로 이전하게 된다(t18).
IS-95B에 의한 소프트 핸드오프 방식은 동적 변수를 첨가함으로써 다양한 환경에 적응할 수 있다는 장점을 가진다. 그렇지만, 최적의 값을 가지는 변수의 설정이 필요하며 활성 집합에 속한 파일롯들의 세기의 합이 큰 경우에는 새로운 파일롯을 추가하는 방법이 복잡해지는 단점이 있다. 채널을 해제하는 경우에도, 파일롯 신호의 세기를 정렬해야 되며 정렬된 파일롯을 차례로 비교해야만 한다. 따라서 소프트 핸드오프를 수행하는 과정이 매우 복잡해진다는 문제점이 있다. 아울러, 파일롯들의 세기의 상대적인 값들을 비교하기 때문에, 신호 세기가 작은 파일롯들이 많을 경우에는 다이버시티를 이용하지 못하면서 소프트 핸드오프를 수행하는 경우도 발생한다. 따라서 서비스 요구 품질을 만족시키면서 가용 채널의 감소 문제를 경감시킬 수 있는 소프트 핸드오프 수행방법이 요구되고 있다.
본 발명은 이와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 통화 품질을 소프트 핸드오프의 기본적인 판단 요소로써 사용하고 통화 품질이 만족되는 상태에서는 소프트 핸드오프를 수행하지 않거나 종료함으로써, 가용 채널 요소의 수를 증가시키고 소프트 핸드오프 수행 과정을 단순화할 수 있는 소프트 핸드오프 수행 방법을 제공하는 것을 기술적 과제로 한다.
도 1은 IS-95에 규정된 소프트 핸드오프를 위한 파일롯 집합 관리 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 IS-95에 따른 소프트 핸드오프 처리 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 IS-95B에 따른 소프트 핸드오프 처리 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명에 의한 소프트 핸드오프 실행 방법에 있어서, 이웃 집합에 속한 기지국들을 활성 집합에 포함시켜서 두개 이상의 기지국과 통화 채널을 설정하는 과정을 보여주는 흐름도이다.
도 5는 본 발명에 의한 소프트 핸드오프 실행 방법에 있어서, 복수의 기지국과 접속하여 송수신을 수행하는 소프트 핸드오프 상태에서 일부 채널을 해제시키는 과정을 보여주는 흐름도이다.
도 6은 본 발명에 의해 소프트 핸드오프가 이루어지는 일 예를 보여주는 도면이다.
도 7은 본 발명에 의해 소프트 핸드오프가 이루어지는 다른 예를 보여주는 도면이다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 소프트 핸드오프 수행 방법에 있어서는, 접속 중인 채널을 통해서 기지국이 요구하는 최소한의 서비스 품질을 제공할 수 있는 상태에서는 다른 기지국의 채널들과의 소프트 핸드오프를 제공하지 않고 최소한의 서비스 품질 확보가 어려운 경우에만 소프트 핸드오프를 제공한다. 이를 위해, 이동국은 채널이 설정된 기지국으로부터 수신된 파일롯의 세기를 측정하여, 측정된 파일롯 세기를 서비스 품질을 만족시키기 위한 최소의 신호 전력과 비교한다. 만약 측정된 파일롯 세기가 상기 최소의 신호 전력보다 큰 경우에는 다른 기지국으로부터 수신된 파일롯 세기에 관계없이 소프트 핸드오프를 시도하지 않는다. 그리고 측정된 파일롯 세기가 상기 최소의 신호 전력보다 크지 않은 경우에만, 채널이 설정되어 있는 기지국이외의 기지국과 채널을 설정하기 위해 소프트 핸드오프를 시도하게 된다. 또한, 본 발명의 소프트 핸드오프 수행 방법에 있어서는, 이동국이 복수의 기지국들과 채널이 설정되어 있는 상태에서 이동국이 요구하는 특정 서비스의 품질을 충분히 만족시키는 기지국이 존재하는 경우에는 다른 기지국들의 채널들을 모두 해제하거나 또는 그중 일부를 해제하게 된다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명한다.
도 4는 본 발명에 의한 소프트 핸드오프 실행 방법에 있어서, 이웃 집합에 속한 기지국들을 활성 집합에 포함시켜서 두개 이상의 기지국과 통화 채널을 설정하는 과정을 보여준다.
먼저, 이동국은 수신되는 현재 접속중인 채널의 파일롯 세기를 측정하면서(제30단계), 파일롯 세기가 최소 기준치(Pmin)보다 큰 지 여부를 판단한다(제32단계). 상기 최소 기준치(Pmin)는 이동국이 요구하는 서비스 품질을 만족시키기 위한 최소의 신호 전력을 의미한다. 이러한 최소 기준치(Pmin)는 단말기 제조업체에 의해 생산라인에서 프로그래밍되어 있을 수도 있고, 서비스를 받는 중에 사업자의 갱신 요구 명령에 응답하여 변경될 수도 있다. 또한, 패킷 트래픽의 종류에 따라 데이터 서비스 중에 단말기가 적응적으로 변화시킬 수도 있다. 제32단계에서 접속중인 채널의 신호가 최소 기준치(Pmin)보다 크다고 판단되는 경우에는, 이웃 집합에 속한 파일럿들 중에 추가 기준치(T_ADD)보다 큰 값을 가지는 것이 있는 경우에도 소프트 핸드오프를 실행하지 않는다. 그리고 제30단계 및 제32단계가 반복하여 실행됨으로써, 접속중인 채널의 신호가 최소 기준치(Pmin)보다 작아지는지를 감시하게 된다. 이와 같이, 접속중인 채널의 신호가 요구되는 서비스 품질을 만족시키기 위한 최소의 신호 전력을 유지하는 한, 활성 집합으로의 파일럿 추가는 이루어지지 않으며 소프트 핸드오프는 행해지지 않는다.
제32단계에서 접속중인 채널의 신호가 최소 기준치(Pmin)보다 크지 않다고 판단되는 경우 즉, 접속중인 채널의 신호가 요구되는 서비스 품질을 만족시키기 어려운 경우에는, 이동국은 수신되는 파일롯 신호들의 세기를 측정하여 후보 집합 및 이웃 집합에 속하는 각 파일롯의 세기가 추가 기준치(T_ADD)보다 큰 지 여부를 판단함으로써 소프트 핸드오프를 진행한다(제34단계). 후보 집합 혹은 이웃 집합의 파일롯들 중에 그 세기가 추가 기준치(T_ADD)를 초과하는 것이 존재하는 경우, 이동국은 해당 파일롯을 후보 집합에 포함시키고 파일롯 세기 측정 메시지를 현재 채널이 설정된 기지국에 송신한다(제36단계). 파일롯 세기 측정 메시지에 응답하여, 채널이 설정되어 있는 기지국과 함께 새로운 기지국은 이동국과 트래픽 채널을 통한 데이터 송수신을 개시하고 핸드오프 지시 메시지를 송신한다. 핸드오프 지시 메시지를 수신한 후, 이동국은 해당 파일롯을 활성 집합에 포함시키고 핸드오프 종료 메시지를 송신한다. 바람직한 실시예에 있어서는, 이와 같이 제36단계에서 파일롯을 활성 집합에 포함시킴에 있어서 IS-95에 규정된 알고리즘이 적용된다. 그렇지만, 본 발명의 다른 실시예에 있어서는, 제36단계에서 IS-95B에 규정된 알고리즘 또는 이와 유사한 여타의 방법에 따라 파일롯이 추가될 수도 있다.
한편, 접속중인 통화 채널이 요구 품질을 만족시키지 못하는 상황에서 추가 기준치(T_ADD) 이상의 세기를 가지는 후보집합 또는 이웃 집합의 신호가 없는 경우에는(제34단계), 시스템의 설정 상황에 따라 호가 처리된다. 일 실시예에 있어서, 이동국은 이러한 경우 도 4에 도시된 바와 같이 접속중인 채널의 신호 세기를 관찰하면서, 낮은 통화 품질로 계속 서비스를 받을 수 있다. 그렇지만, 본 발명의 다른 실시예에 있어서는, 기지국 또는 이동국에 의해 호가 강제 종료될 수도 있다.
도 5는 본 발명에 의한 소프트 핸드오프 실행 방법에 있어서, 두 개 이상의 기지국과 접속하여 송수신을 수행하는 소프트 핸드오프 상태에서 열악한 채널을 제외하는 과정을 보여준다.
이동국은 접속중인 채널들의 파일롯 신호들을 수신하여 그 세기를 측정하면서(제40단계), 어느 하나 이상의 파일롯의 세기가 핸드오프 종료 기준치(T_DROP2)보다 큰 지 여부를 판단한다(제42단계). 상기 핸드오프 종료 기준치(T_DROP2)는 하나의 기지국 채널만을 이용하여 요구하는 서비스의 품질을 충분히 만족시킬 수 있는 수신 파일롯의 세기를 의미하며, 다음 수학식 3과 같이 구해진다.
수학식 3에서, Pmin은 위에서 기술한 바와 같이 이동국이 요구하는 품질의 서비스를 제공하기 위한 최소의 파일롯 세기를 의미하며, Pguard는 충분한 서비스 품질을 확보하기 위한 여유 전력을 의미한다. 핸드오프 종료 기준치(T_DROP2)의 구체적인 값은 사업자 등에 의해 결정되는데, 서비스를 받는 중에 사업자의 갱신 요구 명령에 응답하여 갱신될 수 있도록 하는 것이 바람직하다.
제42단계에서 핸드오프 종료 기준치(T_DROP2)보다 큰 파일롯이 있다고 판단되는 경우에는, 이동국은 파일롯 세기 측정 메시지를 기지국들에 송신한다(제44단계). 파일롯 세기 측정 메시지에 응답하여, 기지국들은 핸드오프 지시 메시지를 송신한다. 핸드오프 지시 메시지를 수신한 후, 이동국은 핸드오프 종료 기준치(T_DROP2)보다 세기가 큰 파일롯과 관련된 채널을 제외하고는 다른 모든 접속 채널들을 해제하고, 기지국에 핸드오프 종료 메시지를 송신한다. 이와 같이, 본 발명에 있어서는 복수의 기지국과 접속하여 송수신을 수행하는 도중에 서비스의 품질을 충분히 만족시킬 수 있는 수신 파일롯이 존재하는 경우에는, 해당 기지국과의 접속만을 유지하면서 소프트 핸드오프를 해제한다. 따라서, 핸드오프 실행 시간이 크게 짧아질 수 있다.
한편, 제42단계에서 활성 집합에 속한 파일롯들 중 어느 것도 핸드오프 종료 기준치(T_DROP2)보다 크지 않다고 판단된 경우에는, 일반적인 방법에 의해 접속 채널 해제 과정이 진행된다. 제46단계에서, 이동국은 각 파일롯 신호에 대해 그 세기가 제외 기준치(T_DROP) 이하로 떨어지는지를 감시하게 된다. 파일롯 세기가 제외 기준치(T_DROP)보다 작지 않은 경우에는, 이동국은 해당 접속 채널에 대한 핸드오프 제외 타이머를 재설정(Reset)하여 비활성화하고(제48단계) 계속 파일롯 세기를 감시하게 된다. 그렇지만, 파일롯 세기가 제외 기준치(T_DROP)보다 작은 접속 채널에 대해서는 핸드오프 제외 타이머를 구동시켜서 기준 시간(T_TDROP) 동안 계속해서 신호의 세기가 제외 기준치(T_DROP) 이하를 유지하는지를 검사한다. 기준 시간(T_TDROP) 동안 계속해서 신호의 세기가 제외 기준치(T_DROP) 이하를 유지하여 핸드오프 종료 타이머가 만기종료될 경우(제50단계), 이동국은 기지국에 파일롯 세기 측정 메시지를 송신한다(제52단계). 파일롯 세기 측정 메시지에 응답하여, 기지국들이 핸드오프 지시 메시지를 송신하면, 이동국은 해당 파일롯을 활성 집합에서 후보 집합으로 이전하고 핸드오프 종료 메시지를 송신한다.
바람직한 실시예에 있어서는, 이와 같이 제52단계에서 파일롯을 활성 집합에서 제외시킴에 있어서 제외 기준치(T_DROP)와 기준 시간(T_TDROP)만을 사용하는 IS-95의 알고리즘이 적용된다. 그렇지만, 본 발명의 다른 실시예에 있어서는, 제52단계에서 IS-95B에 규정된 알고리즘 또는 이와 유사한 여타의 방법에 따라 접속 채널 해제 과정이 수행될 수도 있다.
이와 같이, 본 발명에 따르면, 현재 서비스 중인 기지국의 수신 파일롯 세기가 통화 품질을 만족시킬 수 있는 최소한의 전력 크기인 최소 기준치(Pmin) 이상인 경우에는 이동국이 수신한 후보 집합 또는 이웃 집합의 파일롯 세기가 추가 기준치(T_ADD)를 초과하더라도 이동국은 파일롯 측정 메시지를 송신하지 않으며 이러한 파일롯을 활성 집합에 포함시키지 않는다. 따라서 이동국은 통화 품질을 만족하는 접속 채널을 이용하여 데이터를 송수신하는 경우에는 T_ADD로 인한 소프트 핸드오프를 수행하지 않는다. 또한, 현재 서비스 중인 기지국들 중 어느 한 기지국의 수신 파일롯이 핸드오프 종료 기준치(T_DROP2) 이상의 신호 전력을 가지는 경우, 다른 기지국에 대한 접속을 해제하게 된다. 특히, 핸드오프 종료 기준치(T_DROP2)이외에 최소 기준치(Pmin)를 사용함으로써, 핸드오프 종료 기준치(T_DROP2)만을 사용할 경우 발생할 가능성이 있는 핑퐁현상을 감소시킬 수 있으며, 통화 품질을 만족시키면서도 시스템의 채널 용량이 크게 줄어드는 것을 막을 수 있다.
도 6은 본 발명에 의해 소프트 핸드오프가 이루어지는 일 예를 보여준다. 도 6의 예에서는, A 기지국의 신호의 세기는 점차 작아지고 있고 B 기지국의 신호는 증가하고 있는데, 상기 B 기지국의 신호에 대해서는 증가 속도가 다른 두 가지 경우가 도시되어 있다. t20시점 이전에는 A 기지국의 신호가 핸드오프 종료 기준치(T_DROP2)보다 세어서 A 기지국의 채널만으로도 충분한 품질의 서비스가 제공될 수 있기 때문에 A 기지국만이 이동국에 접속되어 있게 된다. t20시점에서 A 기지국의 신호가 핸드오프 종료 기준치(T_DROP2) 이하로 떨어지고 있기 때문에, 이때부터는 추가 기준치(T_ADD)보다 높은 세기를 가지는 파일롯들이 활성 집합에 추가될 수 있다. t21시점부터는 B 기지국의 파일롯 세기가 추가 기준치(T_ADD)에 도달하게 되어, 이동국은 A 기지국뿐만 아니라 B 기지국의 채널도 동시에 사용하여 송수신을 한다.
경우 1에 있어서는, 계속해서 두 기지국의 파일롯 세기가 핸드오프 종료 기준치(T_DROP2)보다 작기 때문에, A 혹은 B 기지국의 신호만으로는 충분한 품질의 서비스를 보장할 수 없다. 따라서, 기존의 IS-95의 소프트 핸드오프에서와 같이 수신 신호 전계가 낮은 A 기지국의 신호가 제외 기준치(T_DROP)와 기준 시간(T_TDROP)에 의해서 해제된다. 즉, t23시점에서 A 기지국의 신호가 제외 기준치(T_DROP)보다 낮아지기 때문에 이때부터 핸드오프 제외 타이머가 구동되고, 기준 시간(T_TDROP)이 경과한 t24시점에서 A 기지국의 채널은 접속이 해제된다. 따라서, 경우 1에 있어서는 핸드오프 구간이 t21에서 t24까지 즉, 구간(T11)만큼에 이르게 되고 이 구간동안 이동국은 두 개의 채널을 동시에 점유하게 된다.
반면에 경우 2에 있어서는, t22시점에서 B 기지국의 신호가 핸드오프 종료 기준치(T_DROP2) 이상의 신호 전력을 가지게 되기 때문에, A 기지국의 파일롯 세기나 제외 기준치(T_DROP) 및 기준 시간(T_TDROP)에 상관없이 A 기지국과의 접속이 해제된다. 따라서, 경우 2에 있어서는 핸드오프 구간이 t21에서 t22까지 즉, 구간(T12)에 불과하게 되고, 이동국은 이 구간동안만 두 개의 채널을 동시에 점유하게 된다. 이와 같이, 핸드오프 종료 기준치(T_DROP2)를 사용하게 됨에 따라 소프트 핸드오프를 수행하는 구간을 줄여서 가용 채널 요소의 수를 증가시킬 수 있게 된다.
도 7은 본 발명에 의해 소프트 핸드오프가 이루어지는 다른 예를 보여준다. 종래 기술에 의한 소프트 핸드오프와 비교하기 위해, 도 7에서는 A 기지국 신호와 B 기지국 신호가 도 2에 있어서와 동일하게 변화한다고 가정하였다. 도 2와 관련하여 기술한 바와 같이, 파일롯 세기가 제외 기준치(T_DROP) 이하로 약해진 후 기준 시간(T_TDROP) 이전에 제외 기준치(T_DROP) 이상으로 회복되는 경우 핸드오프 제외 타이머가 다시 초기화되기 때문에, IS-95에 규정된 소프트 핸드오프에 의하면, 핸드오프 구간은 구간(T21)에 이르게 된다. 그렇지만, 본 발명에 따르면, B 기지국의 신호가 핸드오프 종료 기준치(T_DROP2) 이상의 신호 전력을 가지게 되면 A 기지국의 접속이 해제되기 때문에, 핸드오프 구간은 구간(T22)에 그치게 된다. 본 발명의 소프트 핸드오프 수행 방법에 의하는 경우, 핸드오프 구간이 크게 감소되는 것을 확인할 수 있다.
이상의 설명은 본 발명의 바람직한 실시예를 단지 예시하기 위한 것으로서, 본 발명은 이에 한정되지 않고 다양하게 변형될 수 있다. 예컨대, 도 4에 도시된 신규 통화 채널을 설정 과정에 있어서는 파일롯 세기와 최소 기준치(Pmin)와의 일률적인 비교만으로 신규 채널 설정 여부를 결정하였지만, 본 발명의 다른 실시예에 있어서는 현재 접속 중인 채널의 파일롯 세기의 이력과 다른 파일롯 세기를 함께 고려할 수도 있다. 예컨대 접속 중인 채널의 파일롯의 세기가 최소 기준치(Pmin)보다 크다고 할지라도, 파일롯 세기가 일정 시간 이상동안 점차적으로 감소해왔거나 추가 기준치(T_ADD)보다 월등하게 큰 다른 파일롯이 존재한다면, 이러한 경우 다른 파일롯을 활성 집합에 포함시킬 수 있을 것이다. 또한 도 5에 도시된 채널 제외 과정에 있어서는 어느 한 파일롯의 세기가 핸드오프 종료 기준치(T_DROP2)보다 큰 경우 다른 모든 접속 채널들을 해제하였지만, 본 발명의 다른 실시예에 있어서는 이러한 경우 다른 접속 채널들 중 일부만을 해제하고 일부 채널은 계속 유지시킴으로써 핸드오프 종료 기준치(T_DROP2)보다 컸던 파일롯 세기가 급격히 약해짐에 따른 통화 단절을 예방할 수도 있다. 아울러, 트래픽의 종류 및 요구되는 품질에 따라, 최소 기준치(Pmin) 및 핸드오프 종료 기준치(T_DROP2)는 이러한 경우 쉽게 다른 값으로 갱신될 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따르면 서비스 품질을 저하시키지 않으면서 소프트 핸드오프를 수행하는 시간을 감소시킬 수 있고, 낭비되는 채널 요소의 수를 줄여서 보다 많은 사용자에게 서비스를 제공할 수 있게 된다. 아울러, 과도한 핸드오프를 수행하지 않게 됨에 따라, 제어 트래픽의 양이 감소되어 시스템 부하가 경감된다. 또한 소프트 핸드오프를 수행함에 있어 활성 집합에 파일롯을 추가하거나 제외시키는 과정이 간단하며, 특히 IS-95B에 있어서와 같이 활성 집합에 속한 파일롯들을 세기에 따라서 정렬, 비교하는 과정을 수행하지 않아도 된다. 따라서 부가적인 하드웨어를 필요로 하지 않으며 구현이 간단하다는 장점도 가지고 있다.
일반적으로 IS-95 프로토콜에 따른 추가 기준치(T_ADD), 제외 기준치(T_DROP) 및 기준 시간(T_TDROP) 등의 변수는 서로 다른 무선 환경 하에서 최적화하는 것이 어렵다. 그렇지만, 본 발명에서 사용하는 최소 기준치(Pmin)는 요구 품질을 만족시키는 수신 전력을 실험적으로 구하면 되며 최적화를 필요로 하지 않는다. 또한, 핸드오프 종료 기준치(T_DROP2)는 최소 기준치(Pmin)를 토대로 용이하게 결정될 수 있다.
본 발명의 소프트 핸드오프 수행 방법은 무선 패킷 데이터망이나 셀룰러 시스템 또는 IMT-2000 시스템 등 코드분할다중접속방식이 채용되는 무선망에 적용될 수 있다. 그리고 본 발명은 음성 트래픽을 전송하는 경우에도 사용될 수 있지만, 패킷 트래픽을 전송하는 경우에 특히 유용하게 사용할 수 있다. 패킷 트래픽의 경우 채널 상황이 일시적으로 나빠지는 경우에도 전방 에러 정정(FEC)이나 자동 반복 요구(ARQ) 등에 의해 에러를 복구하거나 재전송할 수 있어서, 채널의 신뢰성이 상대적으로 덜 중요하기 때문이다.

Claims (4)

  1. 이동국과, 코드분할다중접속방식 무선 인터페이스에 의하여 상기 이동국에 접속되어 트래픽을 송수신할 수 있는 적어도 둘 이상의 기지국들을 포함하는 이동통신망에 있어서,
    (a) 상기 이동국과 어느 한 기지국간에 트래픽 채널을 설정하는 단계;
    (b) 상기 이동국이 상기 트래픽 채널이 설정된 기지국으로부터 수신된 파일롯의 세기를 측정하여, 측정된 파일롯 세기가 소정의 최소 기준치보다 큰 지 여부를 판단하는 단계;
    (c) 상기 (b)단계에서 상기 측정된 파일롯 세기가 상기 최소 기준치보다 크지 않다고 판단되는 경우, 상기 트래픽 채널이 설정된 기지국이외의 기지국과 트래픽 채널을 설정하기 위해 소프트 핸드오프를 시도하는 단계; 및
    (d) 상기 (b)단계에서 상기 측정된 파일롯 세기가 상기 최소 기준치보다 크다고 판단된 경우, 소프트 핸드오프를 시도하지 않고 다시 상기 (a) 및 (b) 단계를 반복하는 단계;를 포함하며,
    상기 최소 기준치는 상기 이동국이 요구하는 서비스 품질을 만족시키기 위한 최소의 신호 전력으로서 사전에 결정되어지는 것을 특징으로 하는 소프트 핸드오프 수행 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 (c)단계는
    상기 트래픽 채널이 설정된 기지국이외의 기지국들로부터 수신된 파일롯들 중에 그 세기가 소정의 추가 기준치보다 큰 것이 있는지 여부를 판단하는 단계;
    상기 추가 기준치보다 세기가 큰 파일롯이 존재하는 경우, 상기 이동국이 파일롯 세기 측정 메시지를 상기 트래픽 채널이 설정된 기지국에 송신하는 단계;
    상기 추가 기준치보다 세기가 큰 파일롯이 검출된 기지국이 이동국과의 추가적인 트래픽 채널을 설정하고, 상기 채널이 설정된 기지국들이 상기 이동국에 핸드오프 지시 메시지를 송신하는 단계; 및
    상기 핸드오프 지시 메시지를 수신한 후, 이동국이 핸드오프 종료 메시지를 송신하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 소프트 핸드오프 수행 방법.
  3. 이동국과, 코드분할다중접속방식 무선 인터페이스에 의하여 상기 이동국에 접속되어 트래픽을 송수신할 수 있는 적어도 둘 이상의 기지국들을 포함하는 이동통신망에 있어서,
    (a) 소프트 핸드오프를 실행하기 위하여 상기 이동국과 상기 둘 이상의 기지국들간에 트래픽 채널들을 설정하는 단계;
    (b) 상기 이동국이 상기 기지국들로부터 수신된 파일롯들의 세기를 측정하여 어느 한 기지국으로부터 수신된 파일롯의 세기가 소정의 핸드오프 종료 기준치보다 큰 지 여부를 판단하는 단계; 및
    (c) 상기 (b)단계에서 상기 핸드오프 종료 기준치보다 큰 파일롯이 존재하는 경우, 상기 핸드오프 종료 기준치보다 큰 파일롯을 제외한 나머지 파일롯들과 관련된 기지국들과의 트래픽 채널들 중 일부를 해제하는 단계;를 포함하며,
    상기 핸드오프 종료 기준치는 상기 이동국이 요구하는 서비스 품질을 충분히 만족시킬 수 있는 신호 전력으로서 사전에 결정되어지는 것을 특징으로 하는 소프트 핸드오프 수행 방법.
  4. 제3항에 있어서, 상기 (c)단계에서, 상기 핸드오프 종료 기준치보다 큰 파일롯을 제외한 나머지 파일롯들과 관련된 기지국들과의 트래픽 채널들을 모두 해제하는 것을 특징으로 하는 소프트 핸드오프 수행 방법.
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